JP6717269B2 - Press forming method for automobile outer panel - Google Patents
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Description
本発明は、自動車用外板パネルをプレス成形し、キャラクタラインを形成する自動車用外板パネルのプレス成形方法に関する。
なお、本発明において、金属素板とは、熱延鋼板、冷延鋼板、あるいは鋼板に表面処理（電気亜鉛めっき、溶融亜鉛めっき、有機皮膜処理等）が施された表面処理鋼板をはじめ、ステンレス鋼、アルミニウム、マグネシウム等、各種金属から構成される板のことをいう。
The present invention relates to a method for press-molding an automobile outer panel, which press-molds an automobile outer panel to form a character line.
In the present invention, the term “metal base plate” means a hot rolled steel plate, a cold rolled steel plate, or a surface-treated steel plate obtained by subjecting a steel plate to a surface treatment (electrogalvanizing, hot dip galvanizing, organic film treatment, etc.), stainless steel. A plate composed of various metals such as steel, aluminum and magnesium.
自動車のドアアウタ、フロントフェンダあるいはリアフェンダ等に使用される自動車用外板パネルは、自動車のデザイン性および張り剛性を高める観点から、その外表面にキャラクタラインが付される場合が多い。キャラクタラインは、通常、プレス金型のパンチに設けられた稜線部に金属素板（ブランク）を押し当て、ダイの谷線部で挟持することによって付与される。特に近年では、自動車のデザイン性のさらなる向上を図るため、シャープな（即ち稜線部断面の半径が小さい）キャラクタラインを付与することが求められるようになってきている。 A character line is often attached to the outer surface of a vehicle outer panel used for a vehicle outer door, a front fender, a rear fender, or the like, from the viewpoint of enhancing the design and tension rigidity of the vehicle. The character line is usually given by pressing a metal base plate (blank) against the ridge line portion provided on the punch of the press die and sandwiching it by the valley line portion of the die. Particularly in recent years, in order to further improve the designability of automobiles, it has been required to provide a sharp character line (that is, a radius of a ridge section is small).
ところで、この種のプレス成形では、パンチによる押圧過程において、金属素板に生じる張力に不均衡が生じた場合に張力の大きい方向に金属素板が滑り、キャラクタラインが付与されるべき部位以外の部位にパンチの稜線部が接触して線状模様が発生することがある。このような線状模様は、塗装後にも残留し外板パネルの線ずれ不良と呼ばれる外観不良となっている。この線ずれ不良は、断面半径の小さな円弧により稜線部の先端が形成されているパンチを用いて、シャープなキャラクタラインを付与すべくプレス成形を行う場合に特に顕著になることから、自動車のデザイン性向上の阻害要因となっている。 By the way, in this type of press molding, in the pressing process by the punch, when an imbalance occurs in the tension generated in the metal base plate, the metal base plate slides in the direction of the larger tension, and the part other than the part to which the character line is to be applied is formed. The ridge line portion of the punch may come into contact with the portion to generate a linear pattern. Such a linear pattern remains after coating, resulting in an appearance defect called a line shift defect of the outer panel. This line misalignment becomes particularly noticeable when press molding is performed to give a sharp character line using a punch in which the tip of the ridge is formed by an arc having a small cross-sectional radius. It is an obstacle to improvement of sex.
このような線状模様の発生を抑制してキャラクタラインを付与するプレス成形方法がこれまでにいくつか提案されている。
例えば、特許文献１には、ダイスとブランクホルダに意匠凹部の成形補助断面形状を設けてブランクの周縁を挟持することにより該ブランクの中央部をパンチの成形面に沿うように予め曲げ変形させ、その後にパンチで成形して意匠面を形成するプレス成形する方法が開示されている。
また、特許文献２には、キャラクタラインを成形する線状凸部が設けられたプレス面に吸引口が形成され、該吸引口から気体流路を介して吸引する吸引装置により金属板を前記プレス面に吸着させてプレス加工することにより、金属板の移動を抑制して線ずれを防止する方法が開示されている。
また、特許文献３には、ポンチ角とクッションパッドにより素材を一次成形加工した後、ポンチを下降させながら絞り成形及び張出し成形を行うことにより、前記ポンチ角が当接した金属素材の部位に生じる線ずれを防止する方法が開示されている。
さらに、特許文献４には、稜線部を備えたプレス成形品を製造するに際し、中間形状を成形する第１プレス成形工程と、該中間形状をさらに成形する第２プレス成形工程により、線ずれを解消して高品質のプレス成形品を得る方法が開示されている。
Several press molding methods have been proposed so far in which the generation of such a linear pattern is suppressed and a character line is provided.
For example, in Patent Document 1, a die and a blank holder are provided with a shape-assisting cross-sectional shape of a design recess and the peripheral edge of the blank is sandwiched so that the center portion of the blank is preliminarily bent and deformed along the molding surface of the punch. After that, there is disclosed a method of performing press forming by forming with a punch to form a design surface.
Further, in Patent Document 2, a suction port is formed on a pressing surface provided with a linear convex portion for forming a character line, and the metal plate is pressed by a suction device that suctions from the suction port through a gas flow path. A method is disclosed in which movement of a metal plate is suppressed and line misalignment is prevented by adhering it to a surface and pressing it.
Further, in Patent Document 3, after the material is primarily formed by a punch angle and a cushion pad, drawing and extension molding are performed while lowering the punch, so that the punch angle is generated in the portion of the metal material with which the punch angle is in contact. A method for preventing line deviation is disclosed.
Further, in Patent Document 4, when manufacturing a press-formed product having a ridge portion, a line deviation is caused by a first press-forming step of forming an intermediate shape and a second press-forming step of further forming the intermediate shape. A method of solving the above problem and obtaining a high-quality press-formed product is disclosed.
しかしながら特許文献１に開示されている技術では、成形補助断面形状を設けたダイスとブランクホルダによる変形はパンチによる拘束が無く、意匠凹部に対応するブランク両端部しか拘束できないため、当該曲げ変形は直線形状に制限される。また、特許文献２に開示されている技術では、通常のプレス成形では使用されない吸引装置が必要となり、また、吸引口の形状が成形品表面に転写される懸念がある。また、特許文献３に開示されている技術では、成形途中に部分的に最終製品形状を成形するため、成形未完了部位との間に面ひずみが生じる懸念がある。さらに、特許文献４に開示されている技術では、中間形状を成形する金型と目標形状を成形する金型とが異なり、金型交換等の工程数が増加してしまう。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1, the deformation by the die provided with the forming auxiliary cross-sectional shape and the blank holder is not restricted by the punch, and only the both ends of the blank corresponding to the design recess are restricted, so that the bending deformation is linear. Limited in shape. Further, the technique disclosed in Patent Document 2 requires a suction device that is not used in ordinary press molding, and there is a concern that the shape of the suction port is transferred to the surface of the molded product. Further, in the technique disclosed in Patent Document 3, since the final product shape is partially molded during molding, there is a concern that surface strain may occur between the molded product and an unfinished part. Further, in the technique disclosed in Patent Document 4, the mold for molding the intermediate shape is different from the mold for molding the target shape, and the number of steps such as mold replacement increases.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、プレス成形の工数を増加させずに線ずれを抑制して、目標とするキャラクタラインを形成する自動車用外板パネルのプレス成形方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the problems as described above, and suppresses line misalignment without increasing the man-hours of press molding to form a target character line of an automobile outer panel. An object is to provide a press molding method.
（１）本発明に係る自動車用外板パネルのプレス成形方法は、稜線部を有するパンチ、谷線部を有するダイ、該ダイの一方の端部のダイ端部に対向して設置される金属素板を挟むブランクホルダｂ、前記ダイの他方の端部のダイ端部の側面に設置されるパッドｃ、該パッドｃに対向して設置される前記金属素板を挟むブランクホルダａを用いて、自動車用外板パネルをプレス成形してキャラクタラインを形成するものであって、予め、金属素板をプレス成形方向と垂直に設置してプレス成形した際に、前記稜線部で折れ曲がる左右それぞれの領域における前記金属素板に作用する張力について、その大小を求めておき、該求めた張力が小さい前記領域の金属素板の端部について、前記ダイ端部と前記ブランクホルダｂで挟み、前記求めた張力が大きい前記領域の金属素板の端部について、前記パッドｃと前記ブランクホルダａで挟んで、該パッドｃとブランクホルダａを前記パンチ側に相対移動させて、前記稜線部から連続する張力が大きい前記領域がパンチ成形面部に沿うように前記金属素板を傾斜させて、該張力が大きい領域を前記パンチ成形面部により張出し形状に張出し成形する第１成形ステップと、その後に、前記ダイと前記パンチを相対移動させて前記張出し形状を絞り成形し、前記パンチの稜線部と前記ダイの谷線部とでキャラクタラインを形成する第２成形ステップと、を備えたことを特徴とするものである。 (1) A press molding method for an automobile outer panel according to the present invention includes a punch having a ridge portion, a die having a valley portion, and a metal that is installed so as to face one end of the die. Using a blank holder b for sandwiching a blank plate, a pad c provided on the side surface of the die end portion at the other end of the die, and a blank holder a for sandwiching the metal blank plate placed facing the pad c. , For forming a character line by press-molding an outer panel for automobiles, which is bent in the ridge line portion when the metal base plate is preliminarily installed perpendicularly to the press-molding direction and press-molded. Regarding the tension acting on the metal base plate in the region, the magnitude thereof is obtained in advance, and the end of the metal base plate in the region where the obtained tension is small is sandwiched between the die end portion and the blank holder b, and the determination is performed. With respect to the end portion of the metal base plate in the region where the tension is large, the pad c and the blank holder a are sandwiched, the pad c and the blank holder a are relatively moved to the punch side, and they are continued from the ridge line portion. A first forming step in which the metal base plate is inclined such that the region having a large tension is along the punch forming surface portion, and the region having a large tension is formed by the punch forming surface portion in an overhanging shape; And a second forming step of forming the character line by the ridge line portion of the punch and the valley line portion of the die by squeezing the punched shape by relatively moving the punch. Is.
（２）上記（１）に記載のものにおいて、前記ダイの一方の端部のダイ端部の側面に設置されるパッドｄと、当該パッドｄに対向して設置される金属素板を挟むブランクホルダｂを有し、前記求めた張力が小さい前記領域の金属素板の端部について、前記ダイ端部と前記ブランクホルダｂに代えて、前記パッドｄと前記ブランクホルダｂで挟むことを特徴とするものである。 (2) The blank described in (1) above, which sandwiches a pad d installed on the side surface of the die end of one end of the die and a metal base plate installed facing the pad d. A holder b is provided, and the end of the metal base plate in the region where the obtained tension is small is sandwiched between the pad d and the blank holder b instead of the die end and the blank holder b. To do.
本発明に係る自動車用外板パネルのプレス成形方法は、稜線部を有するパンチ、谷線部を有するダイ、該ダイの一方の端部のダイ端部に対向して設置される金属素板を挟むブランクホルダｂ、前記ダイの他方の端部のダイ端部の側面に設置されるパッドｃ、該パッドｃに対向して設置される前記金属素板を挟むブランクホルダａを用いて、自動車用外板パネルをプレス成形してキャラクタラインを形成するものであって、予め、金属素板をプレス成形方向と垂直に設置してプレス成形した際に、前記稜線部で折れ曲がる左右それぞれの領域における前記金属素板に作用する張力について、その大小を求めておき、該求めた張力が小さい前記領域の金属素板の端部について、前記ダイ端部と前記ブランクホルダｂで挟み、前記求めた張力が大きい前記領域の金属素板の端部について、前記パッドｃと前記ブランクホルダａで挟んで、該パッドｃとブランクホルダａを前記パンチ側に相対移動させて、前記稜線部から連続する張力が大きい前記領域がパンチ成形面部に沿うように前記金属素板を傾斜させて、該張力が大きい領域を前記パンチ成形面部により張出し形状に張出し成形する第１成形ステップと、その後に、前記ダイと前記パンチを相対移動させて前記張出し形状を絞り成形し、前記パンチの稜線部と前記ダイの谷線部とでキャラクタラインを形成する第２成形ステップと、を備えたことにより、前記金属素板における前記パンチの稜線部が当接した部位を境として生じる前記張力の差に起因する線ずれによる形状不良を抑制することができる。 A press molding method for an automobile outer panel according to the present invention comprises a punch having a ridge portion, a die having a valley portion, and a metal base plate which is installed so as to face one end portion of the die. A blank holder b for sandwiching, a pad c installed on the side surface of the die end of the other end of the die, and a blank holder a for sandwiching the metal plate placed facing the pad c are used for automobiles. A character line is formed by press-molding an outer panel, and when the metal base plate is installed in a direction perpendicular to the press-molding direction and press-molded in advance, the left and right regions are bent at the ridge portions. Regarding the tension acting on the metal base plate, its magnitude is obtained in advance, and the end of the metal base plate in the region where the obtained tension is small is sandwiched between the die end and the blank holder b, and the obtained tension is With respect to the end portion of the metal base plate in the large area, the pad c and the blank holder a are sandwiched, the pad c and the blank holder a are relatively moved to the punch side, and the tension continuous from the ridge portion is large. A first forming step in which the metal base plate is inclined such that the region is along the punch forming surface portion, and an area having a large tension is formed by the punch forming surface portion in an overhanging shape; and thereafter, the die and the punch. A second forming step of forming a character line by the ridge line part of the punch and the valley line part of the die by relatively moving the bulge shape. It is possible to suppress a shape defect due to a line shift due to the difference in tension generated at the portion where the ridge line portion of the punch abuts.
本発明の実施の形態に係る自動車用外板パネルのプレス成形方法を説明するに先立ち、キャラクタラインを形成する自動車用外板パネルのプレス成形において生じる線ずれについて説明する。 Prior to describing the method of press-forming an automobile outer panel according to the embodiment of the present invention, a line deviation that occurs in press-forming an automobile outer panel that forms a character line will be described.
＜線ずれが生じる理由＞
本発明で対象とする自動車用外板パネルは、例えば図２に示すように、紙面前後方向に伸びる稜線部２３ａを有するパンチ２３と、紙面前後方向に伸びる谷線部２５ａを有するダイ２５と、ブランクホルダ２７とを備えた金型２１を用いて、以下の過程により絞り成形される。
<Reason for line deviation>
For example, as shown in FIG. 2, an automobile outer panel targeted by the present invention includes a punch 23 having a ridge line portion 23a extending in the front-back direction of the paper, a die 25 having a valley line portion 25a extending in the front-back direction of the paper, and Using a die 21 equipped with a blank holder 27, drawing is performed by the following process.
まず、図２（ａ）に示すように、金属素板１１の端部１１ａおよび端部１１ｂをダイ２５とブランクホルダ２７で挟持し、プレス成形方向にほぼ垂直に保持する。次に、図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように金属素板１１を挟持したままダイ２５とパンチ２３を成形下死点まで相対移動させて、稜線部２３ａと谷線部２５ａとでキャラクタライン１３を形成して自動車用外板パネル１５を成形する。 First, as shown in FIG. 2A, the end portion 11a and the end portion 11b of the metal base plate 11 are sandwiched between the die 25 and the blank holder 27 and held substantially perpendicular to the press molding direction. Next, as shown in FIGS. 2B to 2D, the die 25 and the punch 23 are relatively moved to the forming bottom dead center while the metal base plate 11 is sandwiched between the ridge line portion 23a and the valley line portion 25a. The character line 13 is formed and the automobile outer panel 15 is formed.
この成形過程においては、パンチ２３の稜線部２３ａが金属素板１１に当接し、該当接した金属素板１１の部位Ａに初期曲げ（曲げ癖）が生じる（図２（ｂ））。そして、ダイ２５をパンチ２３側にさらに相対移動させると（図２（ｃ））、絞り成形が進行する過程で金属素板１１の部位Ａにおける紙面と平行な方向に張力が発生する。 In this forming process, the ridge line portion 23a of the punch 23 abuts on the metal base plate 11, and an initial bending (bending tendency) is generated at the portion A of the metal base plate 11 that is in contact (FIG. 2(b)). When the die 25 is further moved to the punch 23 side (FIG. 2C), tension is generated in the direction parallel to the paper surface of the portion A of the metal base plate 11 in the process of drawing.
ここで、部位Ａに発生する張力は、部位Ａからブランクホルダ２７で挟持される端部１１ａおよび端部１１ｂまでのそれぞれの距離、及び、プレス成形方向を基準とする部位Ａの端部１１ａ側と端部１１ｂ側とのそれぞれの角度の違いにより、部位Ａを境として差が生じる。 Here, the tension generated in the part A is the distance from the part A to the end 11a and the end 11b sandwiched by the blank holder 27, and the end 11a side of the part A based on the press molding direction. Due to the difference in angle between the side and the end portion 11b side, a difference occurs at the part A as a boundary.
例えば図２に示すように、プレス成形方向を基準とする部位Ａから端部１１ａ側の角度が端部１１ｂ側の角度に比べて大きい場合、部位Ａから端部１１ｂ側に生じる張力に比べて部位Ａから端部１１ａ側に生じる張力の方が大きくなる。 For example, as shown in FIG. 2, when the angle from the part A to the end 11a side with respect to the press molding direction is larger than the angle from the end 11b side, compared with the tension generated from the part A to the end 11b side. The tension generated from the part A to the end 11a side is larger.
そして、上記のように部位Ａを境に金属素板１１に張力差が生じると、金属素板１１は張力の小さい側から大きい側への滑りが生じ、部位Ａは張力の大きい側（端部１１ａ側）へとずれる（図２（ｃ））。そして、部位Ａは、ダイ２５とパンチ２３とが成形下死点まで相対移動する過程でパンチ２３とダイ２５により潰されて、線状の模様、すなわち線ずれが発生する（図２（ｄ））。 When a tension difference occurs in the metal base plate 11 across the site A as described above, the metal base plate 11 slides from a side with a small tension to a side with a large tension, and the site A has a side with a large tension (end part). 11a side) (FIG. 2(c)). Then, the part A is crushed by the punch 23 and the die 25 while the die 25 and the punch 23 relatively move to the forming bottom dead center, and a linear pattern, that is, a line shift occurs (FIG. 2D). ).
このように、自動車用外板パネルを絞り成形してキャラクタラインを形成する過程においては、金属素板に生じる張力の不均衡が線ずれの発生要因となる。そして、張力の不均衡が発生する要因としては、稜線部２３ａが当接する部位Ａから金属素板１１の端部１１ａおよび端部１１ｂまでのそれぞれの距離や角度の違いを原因とする金属素板の両端部における成形深さの違いが挙げられる。 As described above, in the process of forming a character line by drawing an automobile outer panel, the imbalance of tension generated in the metal base plate causes the line deviation. Then, as a factor that causes the imbalance of tension, the metal base plate is caused by the difference in the distance and the angle from the portion A where the ridgeline portion 23a abuts to the end 11a and the end 11b of the metal base plate 11. The difference in the molding depth at both ends of the is.
金属素板の両端部における成形深さが違う場合、絞り成形過程において成形深さが大きい方の端部側に生じる張力の方が大きくなり、成形深さが小さい方との張力差により線ずれが発生する。 If the forming depth at both ends of the metal sheet is different, the tension generated on the end side with the larger forming depth in the drawing process will be larger, and the line deviation will occur due to the difference in tension between the forming depth and the smaller one. Occurs.
そこで、本発明のプレス成形方法を適用するにあたり、予め金属素板１１をプレス成形方向と垂直（紙面で水平な）方向に設置してプレス成形し、部位Ａで分かれるそれぞれの領域に作用する張力について実測し、あるいはＦＥＭ解析を行い算出し、張力の大小を求めておくとよい。 Therefore, when applying the press forming method of the present invention, the metal base plate 11 is previously installed in the direction perpendicular to the press forming direction (horizontal in the paper) and press formed, and the tension acting on each region divided at the part A is set. It is advisable to obtain the magnitude of the tension by actually measuring the above or calculating by performing FEM analysis.
＜プレス成形方法＞
本実施の形態で成形対象とする自動車用外板パネル１５は、図２に示すようにその絞り成形が進行する過程で、金属素板１１において、稜線部２３ａが当接する部位Ａ（図２中の初期曲げ位置）を境に張力に差が生じるものである。
以下、本実施の形態に係る自動車用外板部品のプレス成形方法について説明するが、以下の説明において、同一の機能を有する部位については上述の説明と同一の符号を付し、説明が重複するのを避けた。
<Press molding method>
The outer panel panel 15 for an automobile, which is a molding target in the present embodiment, has a portion A (in FIG. 2) with which the ridge line portion 23a abuts in the metal base plate 11 in the process of drawing the same as shown in FIG. The initial bending position) causes a difference in tension.
Hereinafter, a method of press-molding an automobile outer panel component according to the present embodiment will be described. In the following description, parts having the same function will be denoted by the same reference numerals as those used in the above description, and the description will be repeated. I avoided it.
本実施の形態に係る自動車用外板部品のプレス成形方法は、図１に示すように、稜線部３ａを有するパンチ３と谷線部５ａを有するダイ５とブランクホルダ７ａおよび７ｂとパッド９ｃを備えた金型１を用いて、金属素板１１を、キャラクタライン１３が形成された自動車用外板パネル１５に絞り成形するものであって、金属素板１１における張力が大きい側（図１において部位Ａから端部１１ａ側）を張出し成形する第１成形ステップと、金属素板１１における張力が小さい側（図１において部位Ａから端部１１ｂ側）を絞り成形するとともに、パンチ３の稜線部３ａとダイ５の谷線部５ａとでキャラクタライン１３を形成する第２成形ステップと、を備えたものである。
以下、本実施の形態に係る自動車用外板部品のプレス成形方法で用いる金型１について説明した後に、上記の各ステップを説明する。
As shown in FIG. 1, a press molding method for an automobile outer panel component according to the present embodiment includes a punch 3 having a ridge portion 3a, a die 5 having a valley portion 5a, blank holders 7a and 7b, and a pad 9c. A metal base plate 11 is drawn by using a provided mold 1 to form an outer panel panel 15 for an automobile on which a character line 13 is formed, and the metal base plate 11 has a large tension (in FIG. 1). The first forming step of overhanging and forming the end portion 11a side from the portion A, and the side of the metal base plate 11 where the tension is small (the portion A to the end portion 11b side in FIG. 1) are drawn and the ridge portion of the punch 3 is formed. 3a and the valley line portion 5a of the die 5 to form a character line 13, a second molding step.
Hereinafter, each of the above steps will be described after the mold 1 used in the press molding method for the automobile outer panel component according to the present embodiment is described.
≪金型≫
金型１は、図１に示すように、パンチ３と、ダイ５と、ダイ５の一方の端部のダイ端部に対向して設置されるブランクホルダ７ｂと、ダイ５の他方の端部のダイ端部の側面に設置されるパッド９ｃと、パッド９ｃに対向して設置されるブランクホルダ７ａを備えたものである。
なお、ブランクホルダ７ａおよびブランクホルダ７ｂと、パッド９ｃの各符号に付されているａ、ｂ、ｃは、本発明の特許請求の範囲に記載されるブランクホルダおよびパッドに付されているａ、ｂ、ｃに対応するものである。（後述するパッド９ｄについても同様）
<< Mold >>
As shown in FIG. 1, the die 1 includes a punch 3, a die 5, a blank holder 7b installed facing one end of one end of the die 5, and the other end of the die 5. The pad 9c is installed on the side surface of the die end of the above, and the blank holder 7a is installed facing the pad 9c.
The blank holder 7a and the blank holder 7b, and a, b, and c attached to the reference numerals of the pad 9c are a and b attached to the blank holder and the pad described in the claims of the present invention. It corresponds to b and c. (The same applies to the pad 9d described later)
パンチ３は、山形状断面を有するものであり、該山形状の頂部に相当する稜線部３ａと、稜線部３ａの両端からそれぞれ連続して傾斜しているパンチ成形面部３ｂおよび３ｃを有する。
稜線部３ａは、その断面が円弧状であり、シャープなキャラクタライン１３を形成する場合には、断面の半径を小さくした円弧で構成される。
The punch 3 has a mountain-shaped cross section, and has a ridge line portion 3a corresponding to the top of the mountain shape, and punch forming surface portions 3b and 3c that are continuously inclined from both ends of the ridge line portion 3a.
The ridge line portion 3a has a circular cross section, and when the sharp character line 13 is formed, the ridge line portion 3a is formed by a circular arc having a smaller cross section radius.
ダイ５は、谷形状断面を有するものであり、該谷形状の底部に相当する谷線部５ａと、谷線部５ａの両端からそれぞれ連続して傾斜しているダイ成形面部５ｂおよび５ｃを有する。
谷線部５ａは、その断面が円弧状であり、パンチ３の稜線部３ａと協働してキャラクタライン１３を形成する。
The die 5 has a valley-shaped cross section, and has a valley line portion 5a corresponding to the bottom of the valley shape and die molding surface portions 5b and 5c that are continuously inclined from both ends of the valley line portion 5a. ..
The valley line portion 5a has an arc-shaped cross section, and forms the character line 13 in cooperation with the ridge line portion 3a of the punch 3.
ブランクホルダ７ａおよび７ｂは、金属素板１１の端部１１ａおよび１１ｂをそれぞれ挟持するものであり、互いに独立して移動することができる。
ブランクホルダ７ａは、対向する位置に設けられたパッド９ｃと協働して、金属素板１１における張力の大きい領域の端部１１ａを挟持する。
一方、ブランクホルダ７ｂは、ダイ５と協働して金属素板１１における張力の小さい領域の端部１１ｂを挟持する。
The blank holders 7a and 7b hold the end portions 11a and 11b of the metal base plate 11, respectively, and can move independently of each other.
The blank holder 7a cooperates with the pads 9c provided at the opposing positions to clamp the end 11a of the metal base plate 11 in the region where the tension is large.
On the other hand, the blank holder 7b cooperates with the die 5 to hold the end 11b of the metal base plate 11 in a region where the tension is small.
なお、金属素板１１をプレス成形方向と垂直に設置してプレス成形した際に、稜線部２３ａで折れ曲がる左右それぞれの領域における金属素板１１に作用する張力については、予め、実際のプレスで金属素板１１に作用する張力を歪みゲージ等を利用して測定するか、ＦＥＭ解析により張力を計算して、その大小を求めておくとよい。 When the metal base plate 11 is installed perpendicularly to the press forming direction and press-formed, the tension acting on the metal base plate 11 in each of the left and right regions where the metal base plate 11 bends at the ridge line portion 23a is measured in advance by using an actual press. It is advisable to measure the tension acting on the base plate 11 using a strain gauge or the like, or to calculate the tension by FEM analysis to determine the magnitude.
≪第１成形ステップ≫
第１成形ステップは、金属素板１１における張力が大きい側の端部１１ａをブランクホルダ７ａとパッド９ｃで挟持し、かつ金属素板１１における張力が小さい側の端部１１ｂをブランクホルダ７ｂとダイ５で挟持し、稜線部３ａから連続して傾斜するパンチ成形面部３ｂに沿って金属素板１１を（可能な限りパンチ成形面部３ｂの面にほぼ平行に）傾斜させてパンチ３とダイ５の間に配置し（図１（ａ））、金属素板１１を傾斜させたままパンチ３側に相対移動させる（図１（ｂ））。
なお、ブランクホルダ７ａとこれに対向するパッド９ｃだけでなく、ダイ５の反対側に、ブランクホルダ７ｂに対向してパッド９ｄ（図示なし）を設けてもよく、これにより、ダイ５の位置に左右されずに、金属素板１１の傾斜角度を比較的自由に設定しやすくなり、プレス成形の自由度が向上する。
≪First molding step≫
In the first forming step, the end 11a of the metal base plate 11 on the side with a large tension is sandwiched between the blank holder 7a and the pad 9c, and the end 11b of the metal base plate 11 on the side with a small tension is connected to the blank holder 7b and the die. 5, the metal base plate 11 is tilted (almost parallel to the surface of the punch forming surface portion 3b) along the punch forming surface portion 3b which is continuously inclined from the ridge line portion 3a. It is placed between them (FIG. 1(a)), and the metal base plate 11 is relatively moved to the punch 3 side while being inclined (FIG. 1(b)).
In addition to the blank holder 7a and the pad 9c facing the blank holder 7a, a pad 9d (not shown) may be provided on the opposite side of the die 5 so as to face the blank holder 7b. The inclination angle of the metal base plate 11 can be set relatively freely without being affected by the influence, and the degree of freedom in press molding is improved.
第１成形ステップにおいては、パンチ３の稜線部３ａとパンチ成形面部３ｂが金属素板１１に当接して金属素板１１における張力の大きい領域（部位Ａから端部１１ａの範囲）が張出し形状１２に張出し成形される（図１（ｂ））。この時、稜線部３ａに当接する金属素板１１はわずかに曲がる程度である。 In the first forming step, the ridge line portion 3a of the punch 3 and the punch forming surface portion 3b come into contact with the metal base plate 11 and a region of the metal base plate 11 in which the tension is large (the range from the portion A to the end 11a) is overhanging shape 12. Is stretched and formed (FIG. 1(b)). At this time, the metal base plate 11 contacting the ridge portion 3a is slightly bent.
≪第２成形ステップ≫
第２成形ステップは、金属素板１１における張力の小さい領域の端部１１ｂを挟持したブランクホルダ７ｂとダイ５をパンチ３側に相対移動させる（図１（ｂ）〜（ｃ））。これにより、張出し形状１２が絞り成形される。そして、成形下死点において、張出し形状１２がパンチ成形面部３ｂ、３ｃとダイ成形面部５ｂ、５ｃとで成形されるとともに、パンチ３の稜線部３ａとダイ５の谷線部５ａとでキャラクタライン１３を形成しつつ、自動車用外板パネル１５が成形される（図１（ｃ））。
<<Second molding step>>
In the second molding step, the blank holder 7b holding the end 11b of the region of low tension in the metal base plate 11 and the die 5 are relatively moved to the punch 3 side (FIGS. 1B to 1C). As a result, the overhang shape 12 is drawn. Then, at the forming bottom dead center, the overhanging shape 12 is formed by the punch forming surface portions 3b, 3c and the die forming surface portions 5b, 5c, and the ridge line portion 3a of the punch 3 and the valley line portion 5a of the die 5 form a character line. The outer panel panel 15 for an automobile is molded while forming 13 (FIG. 1C).
＜線ずれが抑制される理由＞
次に、本実施の形態に係る自動車用外板パネルのプレス成形方法により、線ずれを抑制できる理由を、以下に説明する。
<Reason for suppressing line deviation>
Next, the reason why the line misalignment can be suppressed by the press molding method for an automobile outer panel according to the present embodiment will be described below.
本実施の形態に係る自動車用外板パネルのプレス成形方法は、まず、第１成形ステップにおいて、自動車用外板パネル１５の成形過程において金属素板１１に生じる張力が大きい側である部位Ａから端部１１ａをパンチ成形面部３ｂに当接させて張出し成形する（図１（ｃ））。このとき、金属素板１１はパンチ３のパンチ成形面部３ｂに沿ってほぼ平行に傾斜させたまま成形されるので、図１（ｂ）に示すようにブランクホルダ７ａとパッド９ｃを成形下死点まで移動させると、張出し形状１２における張力が大きい側の成形はほぼ完了し、張出し形状１２の端部１１ａ側は、張力が大きく作用したままブランクホルダ７ａとパッド９ｃにより拘束され、張出し形状１２は動かなくなる。 In the press molding method for an automobile outer panel according to the present embodiment, first, in the first forming step, from the portion A on the side where the tension generated in the metal base plate 11 in the forming process of the automobile outer panel 15 is large. The end portion 11a is brought into contact with the punch forming surface portion 3b to perform extension forming (FIG. 1(c)). At this time, since the metal base plate 11 is formed while being inclined substantially parallel to the punch forming surface portion 3b of the punch 3, as shown in FIG. 1B, the blank holder 7a and the pad 9c are formed at the bottom dead center. When moved to, the molding on the side with a large tension in the overhanging shape 12 is almost completed, and the end 11a side of the overhanging shape 12 is restrained by the blank holder 7a and the pad 9c while the tension is still large, and the overhanging shape 12 is It stops working.
次いで、第２成形ステップにおいて、金属素板１１の端部１１ｂを挟持しているブランクホルダ７ｂおよびダイ５とパンチ３とを相対移動させ、張力が小さい側である部位Ａから端部１１ｂをパンチ成形面部３ｃに当接させて、張出し形状１２を絞り成形する（図１（ｂ）〜（ｃ））。 Next, in the second molding step, the blank 3a and the die 5 holding the end 11b of the metal base plate 11 and the punch 3 are moved relative to each other to punch the end 11b from the portion A having the smaller tension. The overhanging shape 12 is drawn by being brought into contact with the forming surface portion 3c (FIGS. 1B to 1C).
このとき、部位Ａから端部１１ｂの絞り成形に伴い張出し形状１２に張力が生じるが、第１成形ステップにおいて張力の大きい側を成形する張力に比べて小さく、張力が大きい側の成形が完了してパンチ３に拘束されているため、張出し形状１２は、張力が大きい側へ移動しない。
すなわち、従来の金属素板１１では、成形方向に垂直にしてプレス成形すると、稜線部３ａにおいて金属素板１１が拘束されないため、張力の大きい側に移動し易かったが、本発明の場合、予め張力の大きい側の成形を完了し拘束するため、その後に張力の小さい側を成形しても、張力の大きい側に移動しないわけである。
At this time, tension is generated in the overhanging shape 12 due to the draw forming of the end portion 11b from the part A, but the tension is smaller than the tension for forming the side having the large tension in the first forming step, and the forming of the side having the large tension is completed. Since the punched shape 12 is restrained by the punch 3, the overhanging shape 12 does not move to the side where the tension is large.
That is, when the conventional metal base plate 11 is press-formed in a direction perpendicular to the forming direction, the metal base plate 11 is not constrained at the ridge line portion 3a, so that the metal base plate 11 is easily moved to the side with a large tension. Since the molding on the side with a large tension is completed and restrained, even if the side with a small tension is molded thereafter, it does not move to the side with a large tension.
以上、本実施の形態に係る自動車用外板パネルのプレス成形方法によれば、パンチ３の稜線部３ａが当接する金属素板１１の部位Ａを境として張力が大きい側を先に成形し、その後、部位Ａを境として張力が小さい側を成形することにより、成形の進行に伴う部位Ａの移動による線ずれとを防止して自動車用外板パネル１５のキャラクタライン１３をプレス成形することができる。 As described above, according to the press forming method for an automobile outer panel according to the present embodiment, the side having a large tension is formed first with the part A of the metal base plate 11 with which the ridge line portion 3a of the punch 3 abuts as a boundary. After that, by molding the side having a small tension with the part A as a boundary, it is possible to prevent the line shift due to the movement of the part A as the molding progresses and press-mold the character line 13 of the automobile outer panel 15. it can.
なお、上記の説明において、金属素板１１は、張出し成形過程において張力が大きい側を成形するパンチ成形面部３ｂに沿うように傾斜させるため、図１に示すように、パンチ成形面部３ｂと略平行となるように金属素板１１を傾斜させるとよい。 In the above description, since the metal base plate 11 is inclined along the punch forming surface portion 3b for forming the side having a large tension in the overhang forming process, as shown in FIG. 1, it is substantially parallel to the punch forming surface portion 3b. The metal base plate 11 may be inclined so that
さらに、第１成形ステップにおいては、稜線部３ａを金属素板１１に当接させずにパンチ成形面部３ｂにより成形するように傾斜させるものであってもよい。この場合、第１成形ステップにおいてブランクホルダ７ａとパッド９ｃで挟持された端部１１ａ側に生じた張力により、金属素板１１は端部１１ａ側にわずかに移動する懸念はあるものの、パンチ３の稜線部３ａが金属素板１１に当接しないため金属素板１１に初期曲げが発生せず、続く第２成形ステップにおいて線ずれを抑制することができる。 Furthermore, in the first forming step, the ridge line portion 3a may be inclined so as to be formed by the punch forming surface portion 3b without contacting the metal base plate 11. In this case, although there is a concern that the metal base plate 11 may slightly move to the end 11a side due to the tension generated on the end 11a side sandwiched between the blank holder 7a and the pad 9c in the first forming step, Since the ridge line portion 3a does not contact the metal base plate 11, the metal base plate 11 is not initially bent, and line deviation can be suppressed in the subsequent second molding step.
また、上記の説明は、図２に示すように、稜線部２３ａが当接する部位Ａから金属素板１１の端部１１ａおよび端部１１ｂまでのそれぞれの距離と、金属素板１１における稜線部３ａが当接する部位Ａを境とする両側の角度の違いにより、金属素板の両端部における成形深さが異なることにより張力差が生じる。 In the above description, as shown in FIG. 2, the respective distances from the portion A with which the ridge line portion 23a abuts to the end 11a and the end portion 11b of the metal base plate 11 and the ridge line portion 3a of the metal base plate 11. Due to the difference in angle on both sides of the part A where the abuts, the forming depth at both ends of the metal base plate is different, resulting in a difference in tension.
例えば、金属素板の両端部における成形深さが違う場合、まず第１成形ステップにおいては、張出し成形過程において張力が大きい（通常、成形深さが大きい）方の端部側を成形し、続く第２成形ステップにおいて、張力が小さい（通常、成形深さが小さい）方の端部側を成形すればよい。 For example, when the forming depths at both ends of the metal base plate are different, first, in the first forming step, the end side having the larger tension (usually the forming depth is larger) is formed in the stretch forming process, and the subsequent process is continued. In the second molding step, the end portion side having the smaller tension (usually the molding depth is smaller) may be molded.
さらに、上記の説明は、自動車用外板パネルを成形し、１つのキャラクタラインを形成するものであったが、本発明は、複数のキャラクタラインを形成するものであってもよい。
この場合、金属素板における前記複数のキャラクタラインを形成する稜線部が当接する部位のうち、最も張力の差が大きく生じる部位を特定し、当該部位を境に張力が大きくなる側を第１成形ステップで張出し成形し、続く第２成形ステップで前記残りの部位を絞り成形することにより、線ずれを抑制して複数のキャラクタラインを形成することができる。
Furthermore, in the above description, the outer panel panel for an automobile is formed to form one character line, but the present invention may be formed to form a plurality of character lines.
In this case, of the portions of the metal base plate that are in contact with the ridge lines forming the plurality of character lines, the portion where the difference in tension is the largest is specified, and the side where the tension increases is the first forming side. It is possible to form a plurality of character lines while suppressing line deviation by performing overhang molding in a step and drawing the remaining portion in a subsequent second molding step.
本発明に係る自動車用外板パネルのプレス成形方法により、自動車用外板パネルをプレス成形してキャラクタラインを形成したときの線ずれを検証する実施例を行ったので、以下、これについて説明する。 An example of verifying line misalignment when a character line is formed by press-molding an automobile outer panel by the press forming method for an automobile outer panel according to the present invention will be described below. ..
本実施例では、キャラクタラインを有する自動車用外板パネルを模擬した外板パネルを本発明に係るプレス成形方法により成形するプレス成形解析を行い、成形された前記外板パネルの線ずれ発生の有無を評価した。 In the present embodiment, a press molding analysis is carried out in which an outer skin panel simulating an automobile outer skin panel having a character line is molded by the press molding method according to the present invention, and whether or not line deviation of the molded outer skin panel occurs. Was evaluated.
プレス成形解析では、厚さ0.7mmの鋼板JAC270Dを用い、図３に示す形状のパネル３１を解析対象とした。
ここで、パネル３１は、図３に示すように、キャラクタライン３３の両端から連続するパネル面部３５ａおよびパネル面部３５ｂを対称となる形状とした。
本実施例では、発明例として、金属素板の両端部に相当する部位に異なる値の張力（図３（ａ）中のＴＬおよびＴＲ、ＴＲ＞ＴＬ）を境界条件として与え、さらに、張力の大きい（ＴＲ）側を成形するパンチのパンチ成形面部３５ａに沿うように金属素板を傾斜させて絞り成形する過程のプレス成形解析を行った。
In the press forming analysis, a steel plate JAC270D having a thickness of 0.7 mm was used, and the panel 31 having the shape shown in FIG.
Here, as shown in FIG. 3, the panel 31 has a shape in which the panel surface portion 35a and the panel surface portion 35b continuous from both ends of the character line 33 are symmetrical.
In this embodiment, as an invention example, given tension different value positions corresponding to both ends of the metal material plates (T L and T R in FIG. 3 (a), T R> T L) as boundary condition, Furthermore, press molding was carried out analysis of the process of drawing by tilting the metal material plates along the punch molding surface part 35a of the punch for shaping the tension larger (T R) side.
また、従来例として、発明例と同様に金属素板の両端部に相当する部位に異なる値の張力（図３（ｂ）中のＴＬおよびＴＲ、ＴＲ＞ＴＬ）を境界条件として与え、金属素板をプレス成形方向と垂直に設置して絞り成形する過程のプレス成形解析を行った。 Further, as a conventional example, (T L and T R in FIG. 3 (b), T R> T L) invention examples as well as different values in positions corresponding to both ends of the metal material plates tension as the boundary condition Then, a press forming analysis was performed in the process of drawing and forming the metal base plate perpendicular to the press forming direction.
図３に、プレス成形解析により得られたパネル３１の線ずれ状態の結果を示す。図３（ａ）は、従来例におけるパネル３１の結果、図３（ｂ）は、本発明例おけるパネル３１の結果である。 FIG. 3 shows the result of the line deviation state of the panel 31 obtained by the press molding analysis. 3A shows the result of the panel 31 in the conventional example, and FIG. 3B shows the result of the panel 31 in the example of the present invention.
図３より、従来例は、キャラクタライン３３から張力の大きい側のパネル面部３５ａに線ずれ不良部が見られるが、発明例においては、１本のキャラクタラインのみであり、線ずれ不良部は見られない。 As shown in FIG. 3, in the conventional example, a line deviation defective portion is found on the panel surface portion 35a on the side having a large tension from the character line 33. However, in the invention example, only one character line is present, and the line deviation defective portion is seen. I can't.
以上、本発明によれば、自動車用外板パネルをプレス成形し、線ずれ不良を抑制してキャラクタラインを形成できることが示された。 As described above, according to the present invention, it has been shown that the outer panel panel for an automobile can be press-molded to suppress the line misalignment and form the character line.
１ 金型
３ パンチ
３ａ 稜線部
３ｂ、３ｃ パンチ成形面部
５ ダイ
５ａ 谷線部
５ｂ、５ｃ ダイ成形面部
７ａ、７ｂ ブランクホルダ
９ｃ、９ｄ パッド
１１ 金属素板
１１ａ、１１ｂ 端部
１３ キャラクタライン
１５ 自動車用外板パネル
２１ 金型
２３ パンチ
２３ａ 稜線部
２５ ダイ
２５ａ 谷線部
２７ ブランクホルダ
３１ パネル
３３ キャラクタライン
３５ａ パネル面部
３５ｂ パネル面部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mold 3 Punch 3a Ridge line part 3b, 3c Punch forming surface part 5 Die 5a Valley line part 5b, 5c Die forming surface part 7a, 7b Blank holder 9c, 9d Pad 11 Metal base plate 11a, 11b End part 13 Character line 15 For automobiles Outer panel 21 Mold 23 Punch 23a Ridge 25 Die 25a Valley 27 Blank holder 31 Panel 33 Character line 35a Panel surface 35b Panel surface
Claims (2)
予め、金属素板をプレス成形方向と垂直に設置してプレス成形した際に、前記稜線部で折れ曲がる左右それぞれの領域における前記金属素板に作用する張力について、その大小を求めておき、
該求めた張力が小さい前記領域の金属素板の端部について、前記ダイ端部と前記ブランクホルダｂで挟み、前記求めた張力が大きい前記領域の金属素板の端部について、前記パッドｃと前記ブランクホルダａで挟んで、
該パッドｃとブランクホルダａを前記パンチ側に相対移動させて、前記稜線部から連続する張力が大きい前記領域がパンチ成形面部に沿うように前記金属素板を傾斜させると共に、前記金属板における張力が小さい領域をパンチ成形面に当接させないで、前記張力が大きい領域を前記パンチ成形面部により張出し形状に張出し成形する第１成形ステップと、
その後に、前記ダイと前記パンチを相対移動させて前記張出し形状を絞り成形し、前記パンチの稜線部と前記ダイの谷線部とでキャラクタラインを形成する第２成形ステップと、を備えたことを特徴とする自動車用外板パネルのプレス成形方法。 A punch having a ridge line portion, a die having a valley line portion, a blank holder b sandwiching a metal base plate which is installed so as to face one end of the die, and a die end of the other end of the die. For a vehicle in which a character line is formed by press-molding a vehicle outer panel using a pad c installed on the side surface of a part and a blank holder a sandwiching the metal plate installed facing the pad c A press molding method for an outer panel, comprising:
In advance, when the metal base plate is placed perpendicularly to the press molding direction and press-molded, about the tension acting on the metal base plate in each of the left and right regions bent at the ridge portion, the magnitude is obtained,
The end of the metal base plate in the region where the obtained tension is small is sandwiched between the die end and the blank holder b, and the end portion of the metal base plate in the region where the obtained tension is large is the pad c and Sandwiched by the blank holder a,
The pads c and the blank holder a are moved relative to the punch side, the area tension is large continuous from the ridge portion Rutotomoni tilted the metal material plates along the punch forming surface, in the metal plate A first forming step of forming a region having a large tension in an overhanging shape by the punch forming surface portion without bringing the region having a small tension into contact with the punch forming surface;
After that, a second forming step is performed in which the die and the punch are moved relative to each other to draw-form the overhanging shape, and a character line is formed by the ridge line portion of the punch and the valley line portion of the die. A method for press-molding an outer panel for an automobile, which comprises:
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